Bài giảng Hóa sinh thực phẩm - Chương 3: Enzyme - Phạm Hồng Hiếu

05/07/2017 
1 
Chương 3: Enzyme 
I. Bản chất và cấu tạo của enzyme 
II. Cơ chế tác dụng của enzyme 
III. Tiền enzyme (zymogen, proenzyme) và sự hoạt 
hóa 
IV. Tính đặc hiệu của enzyme 
V. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng 
enzyme 
VI. Cách gọi tên và phân loại enzyme 
VII.Các phương pháp nghiên cứu enzyme 
VIII.Ứng dụng và nguồn thu nhận enzyme 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 1 
I. Bản chất và cấu tạo của enzyme 
Enzyme = chất xúc tác sinh học có bản 
chất protein, có khả năng xúc tác đặc hiệu 
cho các phản ứng hóa học nhất định 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 2 
Bản chất protein của enzyme 
M = 20000 – 1000000 không đi qua các 
màng bán thấm 
Hòa tan trong nước, dd muối loãng, dd hữu cơ 
có cực, không hòa tan trong các dung môi 
không phân cực 
Enzyme bị biến tính và mất khả năng xúc tác do 
t0 cao, axit / kiềm mạnh, muối kim loại nặng 
Điện ly lưỡng cực phân tách bằng pp điện di 
 Bản chất hóa học của enzyme là protein. 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 3 
Cường lực xúc tác 
 Enzyme có cường lực xúc tác mạnh hơn nhiều so với 
xúc tác thông thường: 
– Trong 1 phút: 
• 1mol Fe3+ xúc tác phân ly 10-6 mol H2O2 
• 1 phân tử catalase có 1 nguyên tử Fe xúc tác phân 
ly 5.10-6 mol H2O2 
– 1g pepsine trong 2 giờ thủy phân 5kg Protein trứng 
luộc ở nhiệt độ bình thường 
– 1 phân tử  - amilase sau 1 giây có thể phân giải 
4000 liên kết glycoside trong phân tử tinh bột 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 4 
≈ 554 GIÔØ 
105 H2O2 105 H2O + 5.104 O2 
Fe3+ Catalase 1 giây 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 5 
Cấu tạo hóa học của enzyme 
Enzyme được chia thành 2 loại: 
– Enzyme 1 cấu tử: protein đơn giản. 
– Enzyme 2 cấu tử: 
• Phần protein (feron,apoenzyme): qđ tính 
đặc hiệu và  hoạt tính xúc tác của enzyme 
• Phần phi protein (nhóm ngoại agon, 
prostetic): qđ kiểu phản ứng enzyme xúc 
tác Khi nhóm ngoại tồn tại và xúc tác độc 
lập gọi là coenzyme 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 6 
05/07/2017 
2 
Cofactor 
Cofactor: có thể là một hoặc một số ion kim loại 
như Fe2+, Mg2+, Mn2+, Zn2+ hoặc một phân tử 
hữu cơ hay phức hữu cơ chứa kim loại phức tạp 
(gọi là coenzyme) 
Một enzyme có thể cần coenzyme và thêm một 
vài kim loại 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 7 
Một số enzyme có chứa hoặc cần các 
nguyên tố vô cơ để làm cofactor 
Cofactor Enzyme 
Fe2+, Fe3+ 
Cu2+ 
Zn2+ 
Mg2+ 
Mn2+ 
K+ 
Ni2+ 
Mo 
Se 
Cytochrome Oxydase Catalase, Peroxydase 
Cytochrome Oxydase 
Carbonic Anhydrase, Alcohol Dehydrogenase 
Hexokinase, Glucoso-6-phosphatase, Pyruvate kinase 
Arginase, Ribonucleotide reductase 
Pyruvate kinase 
Urease 
Dinitrogenase 
Glutathion eperoxidase 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 8 
Moät soá coenzyme laøm vaät trung chuyeån caùc nguyeân töû hoaëc 
caùc nhoùm nguyeân töû ñaëc hieäu 
COENZYME 
Nhoùm ñöôïc 
vaän chuyeån 
Chaát tieàn thaân trong thöùc 
aên cuûa ñoäng vaät coù vuù 
Thiamine pyrophosphate Aldehyde Thiamine (Vit B1) 
Flavine adenine 
dinucleotide 
Ñieän töû Riboflavine (Vitamine B2) 
Nicotinamide dinuclotide Ñieän töû Nicotinic axit (Niacin) 
Coenzyme A Nhoùm acyl axit pantothenic 
Pyridoxal phosphate Nhoùm amine Pyridoxine (Vit B6) 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 9 
II. Cơ chế tác dụng của enzyme 
1. Trung tâm hoạt động 
2. Trung tâm điều hoà dị lập thể (Allosteric) 
3. Hệ thống đa enzyme và sự điều hòa hoạt 
động xúc tác của enzyme 
4. Các loại liên kết trong ES khi E tác dụng 
lên S 
5. Cơ chế tác dụng của enzyme 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 10 
1. Trung tâm hoạt động của enzyme 
Trung tâm hoạt động của enzyme = phần 
phân tử trong cấu trúc của enzyme mà tại 
đó enzyme + cơ chất sản phẩm 
– Ở enzyme 1 cấu tử: trung tâm hoạt 
động = các nhóm định chức của 
axitamin (SH của Cys, OH của Ser, 
Tyr, nhóm -NH2 của Lys, COOH 
của Glu, Asp, vòng imidazol của 
His, indol của Trp) 
– Ở enzyme 2 cấu tử, trung tâm hoạt 
động = nhóm ngoại (vitamin, ion kim 
loại) + các nhóm định chức trong 
apoenzyme 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 11 
2. Trung tâm điều hoà dị lập thể 
(Allosteric) 
 Trong cấu trúc của các enzyme dị thể, enzyme điều hòa 
– enzyme allosteric, ngoài trung tâm hoạt động còn có 
một số vị trí khác cũng có thể tương tác với các cơ chất 
khác gọi là “trung tâm allosteric” – trung tâm dị thể, trung 
tâm điều hòa 
 Các chất kết hợp với các trung tâm này được gọi là các 
chất “điều hòa allosteric” – chất điều hòa dị lập thể 
 Các chất này khi kết hợp với enzyme sẽ làm thay đổi 
cấu trúc không gian của enzyme và của trung tâm hoạt 
động. Do đó enzyme sẽ thay đổi hoạt độ xúc tác 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 12 
05/07/2017 
3 
2. Trung tâm điều hoà dị lập thể 
(Allostetic) 
Trong quá trình kết hợp với enzyme chất điều hòa 
allosteric sẽ không bị chuyển hóa dưới tác động 
của enzyme 
Các chất điều hòa allosteric có khả năng làm tăng 
hoạt độ của enzyme được gọi là chất điều hòa 
dương, còn các chất làm giảm hoạt độ của enzyme 
được gọi là chất điều hòa âm 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 13 
2. Trung tâm điều hoà dị lập thể 
(Allostetic) 
 Hầu hết các enzyme dị thể có cầu trúc bậc 4, trong phân 
tử có hai hay có một số trung tâm hoạt động có khả 
năng kết hợp với một số cơ chất 
 Trong trường hợp cơ chất có khả năng thực hiện chức 
năng của chất điều hòa thì ta có điều hoà đồng hướng – 
homotropic 
 Trong trường hợp chất điều hòa có cấu trúc khác với cơ 
chất thì ta có điều hòa dị hướng – heterotropic 
 Thông thường các enzyme allosteric được điều hòa theo 
kiểu hỗn hợp bao gồm cả homotropic và heterotropic 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 14 
3. Hệ thống đa enzyme và sự điều 
hòa hoạt động xúc tác của enzyme 
Có trọng lượng phân tử lớn 
Thường chứa từ ba enzyme khác nhau trở lên 
kết hợp chặt chẽ bằng cách tương tác không 
đồng hóa trị 
Mỗi enzyme xúc tác một phản ứng riêng biệt 
nhưng cùng với các enzyme khác xúc tác một 
phản ứng tổng thể duy nhất 
Ví dụ: Pyruvat dehydrogenase hay Synthetase 
axit béo 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 15 
4. Các loại liên kết trong ES khi E 
tác dụng lên S 
Khi cơ chất liên kết với enzyme tại vị trí trung 
tâm hoạt động sẽ hình thành phức hợp trung 
gian enzyme – cơ chất ES 
Liên kết chủ yếu trong phức ES: 
– Tương tác tĩnh điện 
– Liên kết hydro 
– Tương tác Van der Waals 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 16 
5. Cơ chế tác dụng của enzyme 
(E: enzyme, S: cơ chất, P: sản phẩm, ES: phức 
hợp trung gian enzyme-cơ chất) 
3 giai đoạn: 
– Gđ 1: E +S bằng lk yếu phức enzyme- cơ 
chất (ES) không bền (xảy ra rất nhanh, NL 
hoạt hóa thấp) 
– Gđ 2: biến đổi S sự kéo căng và phá vỡ 
các liên kết đồng hóa trị tham gia phản ứng 
– Gđ 3: tạo thành P và E được giải phóng ra 
dưới dạng tự do. 
E + S ES 
1 2 3 
 EP E + P 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 17 
Biến thiên năng lượng tự do trong các 
phản ứng hóa học 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 18 
05/07/2017 
4 
 Mô hình “Chìa và khóa” của Fisher 
về sự ăn khớp của enzyme và cơ 
chất (Năm 1894) 
TT 
hoạt 
động 
Cơ chất 
Enzyme 
Enzyme 
Cơ chất 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 19 
Mô hình “Khớp cảm ứng” của 
Koshland về sự ăn khớp của 
Enzyme và cơ chất (Năm 1958) 
Enzyme Enzyme 
TT 
hoạt 
động 
Cơ chất 
Cơ chất 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 20 
III. Tiền enzyme (zymogen, 
proenzyme) và sự hoạt hóa 
Zymogen hay proenzyme là trạng thái chưa hoạt 
hóa của enzyme, cần phải có một sự biến đổi 
sinh hóa (phản ứng thủy phân chẳng hạn) để trở 
thành enzyme hoạt động 
Thông thường 1 phần proenzyme (1 đoạn 
peptide) được cắt ra để hình thành trung tâm 
hoạt động của enzyme 
Sau khi hoạt hóa, khả năng xúc tác của enzyme 
bị giới hạn (tăng tính đặc hiệu), nhưng lại tăng 
độ bền vững và hoạt tính xúc tác lên nhiều lần 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 21 
IV. Tính đặc hiệu của enzyme 
Tính đặc hiệu cao của enzyme = khả năng 
xúc tác cho sự chuyển hóa một hay một số 
chất nhất định theo một kiểu phản ứng nhất 
định tác dụng có tính chọn lựa cao 
Bao gồm: 
– Đặc hiệu kiểu phản ứng 
– Đặc hiệu cơ chất 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 22 
Đặc hiệu kiểu phản ứng 
Đặc hiệu kiểu phản ứng thể hiện ở chỗ mỗi 
enzyme chỉ có thể xúc tác cho một kiểu phản ứng 
chuyển hóa một số chất nhất định: 
– Oxy hoá nhờ oxydase: 
RCHCOOH + ½ O2 RCOCOOH + NH3 
 NH2 
– Khử cacboxyl nhờ decarboxylase: 
RCHCOOH RCH2NH2 + CO2 
 NH2 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 23 
Đặc hiệu cơ chất 
Cơ chất là chất có khả năng kết hợp vào trung 
tâm hoạt động của enzyme và bị chuyển hóa 
dưới tác dụng của enzyme 
Mức độ đặc hiệu của các enzyme không giống 
nhau, người ta thường phân biệt thành các mức 
sau: 
– Đặc hiệu tuyệt đối 
– Đặc hiệu tương đối 
– Đặc hiệu nhóm 
– Đặc hiệu quang học (đặc hiệu lập thể) 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 24 
05/07/2017 
5 
Đặc hiệu tuyệt đối 
Enzyme chỉ tác dụng trên một cơ 
chất nhất định và hầu như không có 
tác dụng với chất nào khác: 
 Urea CO2 + 2NH3 
Acetamide Không xảy ra 
Urease 
H2O 
Urease 
H2O 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 25 
Đặc hiệu tương đối 
 Enzyme có khả năng 
tác dụng lên một kiểu 
liên kết hóa học nhất 
định trong phân tử cơ 
chất mà không phụ 
thuộc vào cấu tạo của 
các phần tham gia tạo 
thành mối liên kết đó 
CH2 – O – CO - R1 
CH – O – CO - R2 
CH2 – O – CO – R3 HO - H 
CH2 – O – H HOOC – R1 
CH – O – H + HOOC – R2 
CH2 – O – H HOOC – R3 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 26 
Đặc hiệu nhóm 
 Enzyme có khả năng tác dụng lên một kiểu liên kết hóa 
học nhất định với điều kiện một trong hai phần tham gia 
tạo thành liên kết phải có cấu tạo xác định: 
R – C – N – CH  R – C – OH + NH2 – CH 
COOH 
R’ R’ 
H COOH 
Carboxyl 
peptidase 
H2O O O 
R – C – N – CH  không phản ứng 
R’ 
H CH2 
Carboxyl 
peptidase 
H2O O 
COOH 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 27 
Đặc hiệu quang học 
(đặc hiệu lập thể) 
Enzyme chỉ tác dụng một trong hai dạng 
đồng phân quang học của các chất: 
COOH 
HO–CH 
CH2–COOH 
CH–COOH 
HOOC–CH 
Fumarathydratase 
L – malic axit fumaric 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 28 
V. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc 
phản ứng enzyme 
 Nồng độ enzyme 
 Nồng độ cơ chất (mô hình Michaelis – Menten) 
 Ảnh hưởng của các chất kìm hãm 
 Các chất hoạt hóa 
 Nhiệt độ 
 pH môi trường 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 29 
Ảnh hưởng của nồng độ enzyme 
Trong điều kiện thừa cơ chất, vận tốc 
phản ứng phụ thuộc tuyến tính vào nồng 
độ enzyme: v=k[E], với k=const 
Nhưng khi nồng độ enzyme quá lớn thì 
vận tốc phản ứng sẽ tăng chậm lại. 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 30 
05/07/2017 
6 
Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất 
(mô hình Michaelis – Menten) 
 Phương trình Michaelis – Menten: 
 v: vận tốc phản ứng, vmax: vận tốc cực đại của phản 
ứng, [S]: nồng độ cơ chất, Km: hằng số Michaelis 
• [S] << Km: v  [S] 
• [S] >> Km: v = vmax 
• [S] = Km: v = vmax/2 
[S]K
[S]v
v
m
max
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 31 
Ảnh hưởng của các chất kìm hãm 
Chất kìm hãm hay còn gọi là chất ức chế 
là những chất mà khi kết hợp với enzyme 
sẽ làm giảm hoạt tính của enzyme mà 
nguyên nhân trực tiếp là làm giảm ái lực 
giữa enzyme với cơ chất 
Sự ức chế enzyme là những ức chế đặc 
hiệu và đặc trưng riêng cho từng enzyme 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 32 
Ảnh hưởng của các chất kìm hãm 
Dựa vào các hình thức ức chế đặc hiệu, 
người ta chia thành 2 nhóm chính: 
– Ức chế không thuận nghịch: enzyme và 
chất ức chế được liên kết với nhau bằng 
liên kết đồng hóa trị và gây nên sự thay 
đổi cấu hình có hoạt tính của enzyme 
– Ức chế thuận nghịch: giữa enzyme và 
chất ức chế được liên kết với nhau bằng 
liên kết thứ yếu nào đó tạo nên thế cân 
bằng thuận nghịch. Sau khi chất ức chế 
bị loại trừ, hoạt tính enzyme lại được hồi 
phục. 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 33 
Ảnh hưởng của các chất kìm hãm 
Tùy theo đặc điểm của mối quan hệ giữa 
enzyme và cơ chất, có 2 loại: 
– Ức chế cạnh tranh: chất ức chế có cấu trúc 
tương tự như cơ chất kết hợp ngay vào 
trung tâm hoạt động của enzyme, chiếm chỗ 
cơ chất phụ thuộc vào tỷ lệ [S]/[I]  tác 
động ức chế bằng cách nồng độ cơ chất 
– Ức chế không cạnh tranh: chất ức chế gắn 
vào vị trí khác với vị trí gắn cơ chất trên phân 
tử enzyme có cấu tạo khác với cơ chất và 
có thể kìm hãm nhiều loại enzyme khác nhau 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 34 
 Ức chế cạnh tranh 
(competitive inhibition) 
E + S ES E + P 
E + I EI + S EI + S 
(I là chất ức chế cạnh tranh) 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 35 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 36 
05/07/2017 
7 
 Ức chế không cạnh tranh 
Có 2 dạng: 
– Noncompetitive inhibition: Khả năng ức chế chỉ 
phụ thuộc vào nồng độ của chất ức chế Các chất 
ức chế noncompetitive có thể kết hợp cả với 
enzyme tự do và với phức hệ ES 
E + I EI 
– Uncompetitive inhibition: Kiểu ức chế này xảy ra 
khi một chất ức chế chỉ kết hợp thuận nghịch với 
phức hệ ES để tạo ra ESI mà sau đó không thể 
tạo ra sản phẩm: 
ES + I ESI 
 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 37 
 Ức chế không cạnh tranh 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 38 
Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa 
Chất hoạt hóa là những chất có khả năng làm 
tăng hoạt tính xúc tác của enzyme. 
Chất hoạt hóa có thể là các anion, các ion kim 
loại nằm ở ô thứ 11 đến ô thứ 55 của bảng tuần 
hoàn Mendelev hoặc những chất hữu cơ có cấu 
tạo phức tạp hơn làm nhiệm vụ chuyển nhóm, 
chuyển hydro hoặc những chất có khả năng phá 
vỡ một số liên kết trong phân tử tiền enzyme 
hoặc các chất có tác dụng phục hồi những 
nhóm chức của trung tâm hoạt động của 
enzyme. 
Tuy nhiên, tác dụng hoạt hóa chỉ giới hạn ở 
những nồng độ xác định, vượt quá giới hạn này 
có thể làm giảm hoạt độ của enzyme 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 39 
Ảnh hưởng của nhiệt độ 
Vượt quá phạm vi nào đó của nhiệt độ, các 
phản ứng do enzyme xúc tác sẽ bị ảnh hưởng 
do biến tính của enzyme 
Nhiệt độ ứng với hoạt độ enzyme cao nhất gọi là 
nhiệt độ tối ưu của enzyme (topt)  40 – 500C, 
thay đổi tùy theo cơ chất, pH môi trường, thời 
gian phản ứng 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 40 
Ảnh hưởng của nhiệt độ 
Nhiệt độ mà enzyme bị mất hoàn toàn hoạt tính 
xúc tác gọi là nhiệt độ tới hạn  700C 
Ở nhiệt độ tới hạn, enzyme bị biến tính, ít khi có 
khả năng hồi phục lại được hoạt độ 
Ngược lại, ở nhiệt độ dưới 00C, hoạt độ enzyme 
tuy bị giảm nhưng lại có thể tăng lên khi đưa về 
nhiệt độ bình thường 
Độ bền nhiệt của enzyme thường tăng lên khi có 
cơ chất, coenzyme, Ca2+ 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 41 
Ảnh hưởng của nhiệt độ 
 Ho ...  2,5 Trypsin 7,8 – 9,5 
Saccarase 
(nấm men) 
4,6 – 5,0 Arginase 9,8 
Amilase 
(malt) 
4,4 – 5,0 Succinate 
dehydrogenase 
9,0 
Amilase 
(nước bọt) 
6,8 – 7,2 Catalase 6,8 – 7,0 
Mantase 
(nấm men) 
6,7 – 7,2 Phosphatase ĐV 6,2 – 9,4 
Ảnh hưởng của pH 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 47 ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 48 
05/07/2017 
9 
VI. Cách gọi tên và phân loại enzyme 
 Cách gọi tên: 
– Tên thông dụng: pepxin, tripxin, kimotripxin 
– Tên quốc tế: thường gồm 2 phần: 
• Phần thứ nhất là tên cơ chất (nếu phản 
ứng lưỡng phân thì phần thứ nhất là tên 
gọi của 2 cơ chất viết cách nhau bằng hai 
chấm). 
• Phần thứ hai: tên phản ứng mà enzyme 
xúc tác cộng thêm “ase” 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 49 
Cách gọi tên và phân loại enzyme 
 Phân loại: theo kiểu phản ứng do enzym xúc 
tác, bao gồm 6 nhóm chính: 
– Oxidoreductase (enzyme oxy hóa khử) 
– Transferase (enzyme chuyển vị) 
– Hydrolase (enzyme thủy phân) 
– Lyase (enzyme phân cắt) 
– Isomease (enzyme đồng phân hóa) 
– Ligase (enzyme tổng hợp) 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 50 
STT Nhoùm chính cuûa 
Enzym 
Phaûn öùng xuùc taùc 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
Oxidoreductase 
Transferase 
Hydrolase 
Lyase 
Isomerase 
Ligase 
•Chuyeån e- , H+ hoaëc nguyeân töû H) 
 A- + B  A + B- 
•Phaûn öùng chuyeån nhoùm chöùc 
 A-B + C  A + B - C 
•Phaûn öùng phaân ly nhôø nöôùc ( thuyû giaûi) (chuyeån nhoùm chöùc 
cho phaân töû nöôùc) : A-B + H2O  A-H + B-OH 
•Phaûn öùng chuyeån hoùa nhôø boå sung nhoùm chöùc vaøo lieân keát ñoâi 
hoaëc taïo lieân keát ñoâi nhôø laáy ñi nhoùm chöùc (phaân giaûi khoâng coù 
nöôùc tham gia) 
 X Y 
   
 A-B  A=B + X-Y 
•Chuyeån nhoùm chöùc trong phaân töû taïo caùc daïng ñoàng phaân 
 X Y Y X 
     
 A-B  A-B 
•Toång hôïp lieân keát C-C, C-S, C-O vaø C-N nhôø phaûn öùng truøng 
ngöng lieân hôïp vôùi söï thuûy giaûi ATP. 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 51 
VII. CÁC PHƯƠNG PHÁP 
NGHIÊN CỨU ENZYME 
1. Cách xác định hoạt tính enzyme 
2. Hoạt tính của enzyme 
3. Thu nhận enzyme 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 52 
1. Các xác định hoạt tính của 
enzyme 
 3 nhóm phương pháp xác định như sau: 
Nhóm Các thông số cố định Các thông số thay đổi 
1 Thời gian 
Nồng độ enzym 
Biến thiên của S và P 
2 Lượng S mất đi (hay 
lượng P tạo thành) 
Nồng độ enzym 
Thời gian 
3 Thời gian 
Lượng S mất đi (hay P 
tạo thành) 
Nồng độ E 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 53 
2. Hoạt tính của enzyme 
 Đơn vị quốc tế (UI) là lượng enzyme có khả năng xúc 
tác làm chuyển hóa được 1 micromol cơ chất sau 1 phút 
ở điều kiện tiêu chuẩn: 1 UI = 1 mol cơ chất/phút 
 Đơn vị Katal (Kat) là lượng enzyme có khả năng xúc tác 
làm chuyển hóa được 1 mol cơ chất sau 1 giây ở điều 
kiện tiêu chuẩn: 1 Kat = 1 mol cơ chất/s 
 Đổi đơn vị: 1 UI = 16,67 nKat (nanokatal) 
 Hoạt độ riêng của một chế phẩm enzyme là số đơn vị UI 
(hay Kat) ứng với một mililit dung dịch (nếu là chế phẩm 
dạng dung dịch) hay 1 miligam protein (nếu là bột khô) 
của chế phẩm. 
 Hoạt độ riêng phân tử là số phân tử cơ chất chuyển hóa 
bởi 1 phân tử enzyme trong một đơn vị thời gian 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 54 
05/07/2017 
10 
3. Thu nhận enzyme 
Enzyme có trong tế bào động – thực vật. Muốn 
thu nhận enzyme cần rút chiết chúng ra khỏi tế 
bào bằng cách vỡ cấu trúc của tế bào: 
– Nghiền xay với bột thủy tinh, cát thạch anh, 
xay đồng hoá 
– Dùng dung môi hữu cơ: butanol, acetone, 
glycerin, etyl acetat 
– Bằng sóng siêu âm  
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 55 
3. Thu nhận enzyme 
Sau chiết tách có thể dùng dung dịch đệm 
thích hợp hoặc muối trung tính chiết rút 
enzyme được dung dịch enzyme + tạp 
chất ( muối, glucid, ) 
Tiến hành tinh sạch để thu được enzyme 
tinh khiết 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 56 
Làm tinh 
Loại muối và tạp chất có phân tử lượng nhỏ: 
phương pháp thẩm tích qua màng bán thấm 
tạp chất có phân tử nhỏ đi qua. 
Loại protein lạ và tạp chất có phân tử lượng lớn: 
phối hợp nhiều phương pháp: sắc ký hấp thụ, 
sắc ký trao đổi ion điện ly, lọc gel, kết tủa phân 
đọan, biến tính chọn lọc 
Kết tủa phân đoạn: dùng muối trung tính 
(NH4)2SO4, NaCl, Na2SO4, MgSO4 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 57 
Làm tinh 
Kết tủa bằng dung môi hữu cơ: acetone, iso – 
propanol, etanol, ( nhiệt độ, thời gian ngắn ). 
Sắc ký hấp thụ: thường dùng: hydroxy apatite 
làm chất hấp thụ 
Sắc ký trao đổi ion: nhựa trao đổi ion 
Dẫn xuất este của celluloza (Carboxyl – metyl – 
cellulose, dietyl – aminol etyl – cellulose ) 
Lọc gel: dùng sephadex (dẫn xuất của 
polysaccharide – dextran ) 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 58 
Bảo quản 
Bảo quản ở dạng bột khô sấy chân 
không ở 30 đến 400C 
Bảo quản ở điều kiện khô, kín, lạnh, tránh 
sáng và các tác nhân ảnh hưởng đến hoạt 
tính của enzyme 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 59 
VIII. Ứng dụng và nguồn thu 
nhận enzyme 
1. Protease 
2. Amilase 
3. Pectinase 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 60 
05/07/2017 
11 
1.Protease 
 Nhóm protease (peptid – hidrolase 3.4) xúc tác 
quá trình thuỷ phân liên kết peptid (-CO-NH-)n 
trong phân tử protein, polypeptid đến sản phẩm 
cuối cùng là các axit amin và cũng có khả năng 
thuỷ phân liên kết ester và vận chuyển axit amin 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 61 
Phân loại 
 Protease chia thành 2 loại: endopeptidase và 
exopeptidase 
– Endopeptidase: gồm Serine proteinase, Cystein 
proteinase, Aspartic proteinase, Metallo proteinase 
– Exopeptidase được phân chia thành 2 loại: 
• Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết 
peptide ở đầu N tự do của chuỗi polypeptide để giải 
phóng ra một amino axit, một dipeptide hoặc một 
tripeptide 
• Carboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết 
peptide ở đầu C của chuỗi polypeptide và giải phóng 
ra một amino axit hoặc một dipeptide 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 62 
Peptidase (Protease) 
(E.C.3.4) 
Exopeptidase 
(E.C. 3.4.11-17) 
 Endopeptidase 
(E.C. 3.4.21-99) 
Aminopeptidase 
Carboxypeptidase 
Serine proteinase 
Cystein proteinase 
Aspartic proteinase 
Metallo proteinase Protease (peptidase) có mã (E.C.3.4) 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 63 
Phân loại 
 Ngoài ra, protease được phân loại một cách 
đơn giản hơn thành ba nhóm: 
– Protease axit: pH 2-4 
– Protease trung tính: pH 7-8 
– Protease kiềm: pH 9-11 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 64 
Nguồn thu nhận 
Nguồn động vật: 
–Tụy tạng: đây là 
nguồn enzyme sớm 
nhất, lâu dài nhất và 
có chứa nhiều 
enzyme nhất 
–Dạ dày bê: thường 
là renin 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 65 
Nguồn thu nhận 
Nguồn thực vật: Có 3 loại protease thực vật như 
Bromelain (dứa) , Papain (đu đủ) và Ficin (vả) 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 66 
05/07/2017 
12 
Nguồn thu nhận 
 Nguồn vi sinh vật: Enzyme protease chủ yếu có ở vi khuẩn, 
nấm mốc và xạ khuẩnnhư Aspergillus, Bacillus, Penicillium, 
Clotridium, Streptomyces và một số loại nấm men 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 67 
-Thuộc da : làm mềm da, 
sạch lông, bóng da 
Ứng dụng của protease 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 68 
-Sợi: đánh bóng, 
tách tơ sợi 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 69 
-Sữa: renin, pepsin 
có khả năng làm 
đông tụ sữa, ứng 
dụng trong sản xuất 
phomat. 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 70 
-Mỹ phẩm: làm da 
tóc mềm mại, loại bỏ 
tế bào già 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 71 
-Sản xuất nước mắm, 
nước chấm, tương, 
chao, 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 72 
05/07/2017 
13 
-Xà bông, chất tẩy rửa: tẩy 
sạch vết máu, sữa trên vải 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 73 
Làm mềm thịt: Với bromelin, papain 
Thịt tươi thái miếng ngâm vào 
bromelin, papain 5 – 10 phút nấu 
bình thường 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 74 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 75 
2. Amylase 
Amylase là một loại enzyme có ý nghĩa về 
mặt sinh lý, thương mại và lịch sử còn gọi là 
diastase 
Amylase có cả ở thực vật lẫn động vật 
Amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân, 
xúc tác sự phân giải liên kết glucoside nội 
phân tử trong các polysaccharide với sự 
tham gia của nước 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 76 
Phân loại 
 – amylase 
 – amylase 
 – amylase 
Oligo – 1,6-glucosidase hay dextrinase 
tới hạn 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 77 
Nguồn thu nhận 
 Amylase có trong tuyến nước bọt hoặc tụy 
tạng của động vật 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 78 
05/07/2017 
14 
 Ở thực vật, amylase có nhiều trong đại mạch (Hordeum 
sativum), Lúa (Oryza sativa L.), Ngô (Zea mays) 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 79 
Ở VSV, amylase được thu nhận từ: 
– Các giống nấm sợi thường dùng là giống nấm 
sợi Aspergillus, Rhizopus 
– Nấm men và giả nấm men thuộc các giống 
Candida, Saccharomyces. Endomycopsy, 
Endomyces 
– Nhiều vi khuẩn có khả năng tạo lượng lớn 
amylase như: Bac. Polymyxa, Phytomonas 
destructans, Bact. cassavanum, Clostridium 
acetobutylium, Pseudomonas saccharophila 
– Micromonospora vulgaris 42 có khả năng tạo 
một lượng nhỏ - amylase 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 80 
PHƯƠNG PHÁP THU NHẬN 
Saáy 
khoâ 
Thu nhaän, xöû 
lyù, laøm saïch, 
phaân loaïi 
Maàm reã 
khoâ 
Taùch 
maàm reã 
Saáy 
khoâ 
Naåy 
maàm 
Ngaâm 
Khoâng 
khí 
Malt khoâ saûn 
xuaát bia 
Malt khoâ 
baûo quaûn 
Baûo 
quaûn 
Ñaïi 
maïch 
Caùc böôùc quy trình saûn 
xuaát malt khoâ 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 81 
ỨNG DỤNG ENZYME AMYLASE 
Dựa vào các đặc tính biểu hiện của enzyme amylase người 
ta tiến hành nghiên cứu phương pháp chuẩn đoán bệnh 
viêm tuyến tụy 
Đối tượng: enzyme s-amylase và p- amylase 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 82 
ỨNG DỤNG AMYLASE TRONG SX CHẤT TẨY RỬA 
Chất tẩy rửa bao gồm những chất 
kiềm, sodium silicate, sodium 
bicarbonate, sodium tripolyphosphate 
Mục đích: loại bỏ các chất vô cơ, hữu 
cơ bám vào quần áo như : protein, lipid, 
carbohydrate và những chất màu 
Enzyme -amylase của vi khuẩn là 
một trong những enzyme thường được 
ứng dụng trong công nghiệp sản xuất 
chất tẩy rửa 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 83 
ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP DỆT 
RŨ HỒ VẢI 
 -amylase 
QUÁ TRÌNH RŨ HỒ 
VẢI THEO PP LIÊN 
TỤC VỚI ENZYME 
AMYLASE CHUẨN 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 84 
05/07/2017 
15 
Dệt: rũ bỏ hồ vải 
(Tầng lớp hồ để mặt vải trở nên mịn, dễ bắt màu) 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 85 
Tinh bột Dextrin + maltose + glucose 
Tinh boät Maltose +  Dextrin (Glucogen) 
 amylase 
ỨNG DỤNG TRONG CNSX MÌ CHÍNH 
 amylase 
Nguyên liệu sử dụng chủ yếu : Tinh bột sắn, 
rỉ đường mía 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 86 
ỨNG DỤNG TRONG CNSX BIA 
Nguyên liệu sử dụng: Ngũ 
cốc, hoa Houblon, nước, 
Nấm men, chất phụ gia 
Trong công nghệ sản xuất 
bia, người ta thường sử dụng 
emzyme amylase có trong 
mầm đại mạch 
 760C : 15’
1000C : 15’ 
Nguyên liệu phụ 
Gạo và bắp 
Malt ( +Lúa mạch) 
520C : 70’ 
670C : 60’ 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 87 
ỨNG DỤNG TRONG CNSX CỒN 
Ñöôøng hoùa 
Laøm nguoäi 
Naáu chín ôû t0 cao 
Nguyeân lieäu chöùa 
tinh boät 
Amylogluco-
sidase hoaït 
ñoäng ôû 550C 
Amylase 
 hoaït ñoäng ôû 
550C 
Sô ñoà Quaù 
trình chuyeån 
hoùa tinh boät 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 88 
ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT SIRO 
Q. trình chuyeån hoùa tinh boät thaønh siro fructose 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 89 
ỨNG DỤNG AMYLASE TRONG CÔNG NGHỆ 
SẢN XUẤT BÁNH MÌ 
Trong sản xuất bánh mì, người ta sử dụng 
cả hai loại enzyme α-amylase và β-amylase 
tham gia thủy phân tinh bột để tạo thành 
đường 
Nhờ đó nấm men Saccharomyces 
cerevisiae sẽ dễ dàng chuyển hóa chúng 
thành cồn, CO2, làm tăng thể tích của bánh 
và tạo ra màu sắc, hương vị tốt cho bánh 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 90 
05/07/2017 
16 
Sản xuất bánh mì: làm bánh xốp, thơm 
ngon hơn 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 91 
ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT BÁNH KẸO 
 Mục đích 
– Làm tăng mùi và vị bánh, khi chế 
biến bột thành các loại bánh quy 
các Enzyme protease và amylase 
của bột hoạt động làm tăng hàm 
lượng các amino axit tự do và làm 
tăng lượng đường khử 
– Đường khử và các amino axit tự 
do có trong khối bột sẽ cùng tham 
gia vào các phản ứng oxy_ hóa 
khử và kết quả tạo cho bánh quy 
có mùi, vị màu hấp dẫn 
This image cannot currently be displayed.
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 92 
ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT 
GLUCOSE VÀ MẬT 
Chúng ta đã biết từ tinh bột có thể thu được 
các phẩm vật đường khác nhau khi thủy phân 
tinh bột bằng axit cũng như bằng Enzym 
amylase sẽ thu được mật 
Mật glucose hay mật maltose thường được 
dùng trong sản xuất bánh kẹo và trong sản 
xuất các sản phẩm ăn kiên cho trẻ em và 
người bệnh 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 93 
3. Pectinase 
Là enzyme xúc tác sự phân hủy của các 
polymer pectin 
Sự phân hủy pectin trong tự nhiên thường 
xảy ra khi trái cây chín → có vai trò hết sức 
quan trọng trong bảo quản trái cây và rau quả 
Được ứng dụng nhiều trong chế biến thực 
phẩm, đặc biệt là làm trong nước quả 
Kiểm soát hoạt động của enzyme pectinase 
cũng có thể kiểm soát được độ nhớt của sản 
phẩm 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 94 
Phân loại 
Dựa vào đặc điểm của cơ chất và cơ chế 
phân cắt: 
– Pectinesterase: cắt lk ester 
– Depolymerase: các enzyme khử mạch 
polymer 
• Hydrolyase 
• Lyase 
– Protopectinase: phân hủy protopectin 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 95 
Phân loại 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 96 
05/07/2017 
17 
Ứng dụng 
Trong công nghiệp: được phân loại 
thành 2 kiểu Pectinases axit và 
Pectinases kiềm 
Pectinases axit có những ứng dụng 
rộng rãi: tách và làm trong nước trái 
cây 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 97 
Ứng dụng 
Pectinases kiềm có tiềm tàng những 
ứng dụng: 
–Tẩy vết bẩn trên vải 
–Cải thiện tính chất sợi thớ 
–Sự lên men trà và cà phê 
–Công nghiệp giấy 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 98 
Pectinase có khả năng thủy phân pectin 
Sản xuất nước quả từ nguyên liệu quả nhờ cơ chế phá vỡ 
protopectin ( chất làm liên kết tế bào ), thủy phân protein, phá 
vỡ nguyên sinh chất của tế bào vỡ tế bào nước chảy ra, 
hiệu suất tăng. Làm trong nước quả ép (bia, rượu) 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 99 
Bảo quản thực phẩm : 
-Phối hợp với catalase kéo dài thời gian bảo quản của 
bột trứng, sữa khô, làm ổn định bia 
-Chống rỉ các bao bì đựng nước giải khát CO2 ( do đuổi O2 
ra khỏi sản phẩm khi thêm nước vào ) 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 100 
ThS. Phạm Hồng Hiếu HSTP – Chương 3: Enzyme 101